diff --git a/编写小组/试卷/1231线性代数考试卷.md b/编写小组/试卷/1231线性代数考试卷.md new file mode 100644 index 0000000..5771a41 --- /dev/null +++ b/编写小组/试卷/1231线性代数考试卷.md @@ -0,0 +1,91 @@ +--- +tags: + - 编写小组 +--- +## 一、选择题,共六道,每题3分,共18分 + +1. 设 $A$ 为 $n$ 阶对称矩阵,$B$ 为 $n$ 阶反对称矩阵,下列矩阵中为反对称矩阵的是【 】 + + (A) $AB - BA$; + (B) $AB + BA$; + (C) $BAB$; + (D) $(AB)^2$. + +2.  设 $e_1, e_2$ 和 $\varepsilon_1, \varepsilon_2$ 是线性空间 $\mathbb{R}^2$ 的两组基,并且已知关系式 $\varepsilon_1 = e_1 + 5e_2,\ \varepsilon_2 = e_2,$ 则由基 $e_1, e_2$ 到基 $\varepsilon_1, \varepsilon_2$ 的过渡矩阵是 +(A) $\begin{bmatrix}0 & -1 \\ -6 & 0\end{bmatrix}$ +(B) $\begin{bmatrix}-1 & 0 \\5 & -1\end{bmatrix}$ +(C) $\begin{bmatrix}1 & 0 \\-5 & -1\end{bmatrix}$ +(D) $\begin{bmatrix}1 & 0 \\-5 & 1\end{bmatrix}$ + +3. 设向量组 $\alpha_1 = (0, 0, c_1)^T,\quad \alpha_2 = (0, 1, c_2)^T,\quad \alpha_3 = (1, -1, c_3)^T,\quad \alpha_4 = (-1, 1, c_4)^T,$ + 其中 $c_1, c_2, c_3, c_4$ 为任意常数,则下列向量组线性相关的是 + (A) $\alpha_1, \alpha_2, \alpha_3$; + (B) $\alpha_1, \alpha_2, \alpha_4$; + (C) $\alpha_1, \alpha_3, \alpha_4$; + (D) $\alpha_2, \alpha_3, \alpha_4$. +4. 设 $A, B$ 为 $n$ 阶矩阵,则 + (A) $\text{rank}[A \ AB] = \text{rank} A$; + (B) $\text{rank}[A \ BA] = \text{rank} A$; + (C) $\text{rank}[A \ B] = \max\{\text{rank} A, \text{rank} B\}$; + (D) $\text{rank}[A \ B] = \text{rank}[A^T \ B^T]$. + +5. 设 $A$ 可逆,将 $A$ 的第一列加上第二列的 2 倍得到 $B$,则 $A^*$ 与 $B^*$ 满足 + (A) 将 $A^*$ 的第一列加上第二列的 2 倍得到 $B^*$; + (B) 将 $A^*$ 的第一行加上第二行的 2 倍得到 $B^*$; + (C) 将 $A^*$ 的第二列加上第一列的 $(-2)$ 倍得到 $B^*$; + (D) 将 $A^*$ 的第二行加上第一行的 $(-2)$ 倍得到 $B^*$. + +6. 已知方程组$\quad\begin{cases}x_1 + 2x_2 + 3x_3 = 0, \\2x_1 + 3x_2 + 5x_3 = 0, \\x_1 + x_2 + ax_3 = 0,\end{cases}$与$\text{(II)} \quad\begin{cases}x_1 + bx_2 + cx_3 = 0, \\2x_1 + b^2x_2 + (c+1)x_3 = 0\end{cases}$同解,则 + (A) $a = 1, b = 0, c = 1$; + (B) $a = 1, b = 1, c = 2$; + (C) $a = 2, b = 0, c = 1$; + (D) $a = 2, b = 1, c = 2$. + +## 二、填空题,共六道,每题3分,共18分 + +7. 已知向量 $\alpha_1 = (1,0,-1,0)^T$,$\alpha_2 = (1,1,-1,-1)^T$,$\alpha_3 = (-1,0,1,1)^T$,则向量 $\alpha_1 + 2\alpha_2$ 与 $2\alpha_1 + \alpha_3$ 的内积$\langle \alpha_1 + 2\alpha_2,\, 2\alpha_1 + \alpha_3 \rangle = \underline{\qquad\qquad}.$ + +8. 设2阶矩阵A=$\begin{bmatrix}3&-1\\-9&3\end{bmatrix}$,n为正整数,则$A^n=\underline{\quad\quad}$。 + +9. 若向量组$\alpha_1 = (1,0,1)^T,\quad \alpha_2 = (0,1,1)^T,\quad \alpha_3 = (1,3,5)^T$不能由向量组$\beta_1 = (1,1,1)^T,\quad \beta_2 = (1,2,3)^T,\quad \beta_3 = (3,4,a)^T$线性表示,则$a = \underline{\qquad\qquad}.$ + +10. 设矩阵$A = \begin{bmatrix}1 & a_1 & a_1^2 & a_1^3 \\1 & a_2 & a_2^2 & a_2^3 \\1 & a_3 & a_3^2 & a_3^3 \\1 & a_4 & a_4^2 & a_4^3\end{bmatrix},x = \begin{bmatrix} x_1 \\ x_2 \\ x_3 \\ x_4 \end{bmatrix},b = \begin{bmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \\ 1 \end{bmatrix},$ + 其中常数 $a_1, a_2, a_3, a_4$ 互不相等,则线性方程组 $Ax = b$ 的解为$\underline{\qquad\qquad\qquad\qquad}.$ +11. $A^{k} = 0, k=\underline{\qquad\qquad\qquad\qquad}.$ +12. $\underline{\qquad\qquad\qquad\qquad}$ + +## 三、解答题,共五道,共64分 + +13. (20 分)计算 下面的两个$n$阶行列式 + + $$ + K_n = \begin{vmatrix} + 1 & 2 & 3 & \cdots & n-1 & n \\ + 2 & 1 & 2 & \cdots & n-2 & n-1 \\ + 3 & 2 & 1 & \cdots & n-3 & n-2 \\ + \vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots & \vdots \\ + n-1 & n-2 & n-3 & \cdots & 1 & 2 \\ + n & n-1 & n-2 & \cdots & 2 & 1 + \end{vmatrix}. + $$ +$$ + M_n =\begin{vmatrix} +1+x_1 & 1+x_1^2 & \cdots & 1+x_1^n \\ +1+x_2 & 1+x_2^2 & \cdots & 1+x_2^n \\ +\vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\ +1+x_n & 1+x_n^2 & \cdots & 1+x_n^n +\end{vmatrix} +$$ +14. 设$A=\begin{bmatrix}1 & -1 & 0 & -1 \\ 1 & 1 & 0 & 3 \\ 2 & 1 & 2 & 6\end{bmatrix},B=\begin{bmatrix}1 & 0 & 1 & 2 \\ 1 & -1 & a & a-1 \\ 2 & -3 & 2 & -2\end{bmatrix}$,向量$\alpha=\begin{bmatrix}0\\2\\3\end{bmatrix},\beta=\begin{bmatrix}1\\0\\-1\end{bmatrix}$. + (1)证明:方程组$Ax=\alpha$的解均为方程组$Bx=\beta$的解; + (2)若方程组$Ax=\alpha$与方程组$Bx=\beta$不同解,求$a$的值. + +15. (10 分)设 $\alpha_1 = (1,0,-1)^T,\quad \alpha_2 = (2,1,1)^T,\quad \alpha_3 = (1,1,1)^T$和$\beta_1 = (0,1,1)^T,\quad \beta_2 = (-1,1,0)^T,\quad \beta_3 = (0,2,1)^T$是 $\mathbb{R}^3$ 的两组基,求向量$u = \alpha_1 + 2\alpha_2 - 3\alpha_3$在基 $\beta_1, \beta_2, \beta_3$ 下的坐标。 + +16. (12 分)设 $n$ 阶方阵 $A, B$ 满足 $AB = A + B$。 + (1)证明 $A - E$ 可逆; + (2)证明 $AB = BA$; + (3)证明 $\mathrm{rank}(A) = \mathrm{rank}(B)$; + (4)若矩阵$B = \begin{bmatrix}1 & -3 & 0 \\2 & 1 & 0 \\0 & 0 & 2\end{bmatrix}$,求矩阵 $A$。 + +17. 设矩阵$A=\begin{bmatrix}1&2&1&2\\0&1&t&t\\1&t&0&1\end{bmatrix}$,齐次线性方程组Ax=0的基础解系中含有两个解向量,求Ax=0的通解。 \ No newline at end of file